2024年度滬粵版九年級物理上冊第十一章機械功與機械能單元測評試題（詳解版）

九年級物理上冊第十一章機械功與機械能單元測評考試時間：90分鐘；命題人：物理教研組考生注意：1、本卷分第I卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分，滿分100分，考試時間90分鐘2、答卷前，考生務(wù)必用0.5毫米黑色簽字筆將自己的姓名、班級填寫在試卷規(guī)定位置上3、答案必須寫在試卷各個題目指定區(qū)域內(nèi)相應(yīng)的位置，如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新的答案；不準(zhǔn)使用涂改液、膠帶紙、修正帶，不按以上要求作答的答案無效。第I卷（選擇題20分）一、單選題（10小題，每小題2分，共計20分）1、體育課上，同學(xué)們進行投擲鉛球的練習(xí)。鉛球在空中下落時，鉛球的（

）A．重力勢能變大，速度變小 B．重力勢能變小，速度變小C．重力勢能變大，速度變大 D．重力勢能變小，速度變大2、如圖所示，物體在沿斜面向上的拉力作用下，從斜面底端勻速拉到斜面頂端，已知斜面高為h，斜面長為s，且s＝3h，物體所受重力為G，斜面的機械效率為50%，若物體受到的拉力和摩擦力分別用F和f表示，則（）A．F＝

f＝ B．F＝

f＝ C．F＝

f＝ D．F＝

f＝3、2022年5月20日，我市文化體育新地標(biāo)一臨沂奧體中心體育場鋼結(jié)構(gòu)主體順利完成合攏。履帶式起重機是該項工程的重要施工機械，施工現(xiàn)場的履帶式起重機（）A．水平移動時其重力不做功 B．吊臂前端的定滑輪能省力C．粗糙的履帶可以減小摩擦 D．寬大的履帶可以增大壓強4、如圖所示，將小球與固定在豎直墻壁上的輕質(zhì)彈簧相連，小球可以在光滑的水平面上滑動。當(dāng)小球在O點時，彈簧處于自然伸長狀態(tài)?，F(xiàn)將小球推至A點，松手后小球在AB間運動。（不考慮空氣阻力）下列說法正確的是（）。A．小球在O點時，受到彈簧向右的彈力 B．小球在O點時，動能最大C．小球在B點時，動能最大 D．小球的機械能越來越小，最終會停下來5、“嫦娥一號”返回艙在距離地面一定高度時，需要打開降落傘減速，以便安全著陸，在返回艙減速下降的過程中（）A．動能減小，勢能減小，機械能減小 B．動能不變，勢能減小，機械能減小C．動能不變，勢能減小，機械能不變 D．動能增大，勢能減小，機械能不變6、物塊在水平拉力F（大小未知）的作用下，在水平直線軌道上運動（如圖），其中AB=CD=10m。已知物塊在AB段和CD段分別以2m/s和5m/s的速度勻速運動，且在AB段、CD段所受摩擦阻力分別為1N和2N，則以下判斷正確的是（）A．該物塊在CD段的慣性比AB段大B．該物塊通過AB段和CD段所用的時間之比為2∶5C．拉力F在AB段所做的功為20JD．拉力F在CD段做功的功率為10W7、如圖所示，工人利用滑輪組將質(zhì)量為57kg的建筑材料勻速提升，繩子自由端移動的速度為0.4m/s，動滑輪的質(zhì)量為3kg，忽略繩重和摩擦，則（）A．經(jīng)過10s建筑材料被提升4m B．工人對繩子的拉力為300NC．經(jīng)過10s工人做的有用功為2280J D．此過程中該滑輪組的機械效率為90%8、2022年5月14日，一架國產(chǎn)C919大飛機（如圖所示）從浦東機場起飛，經(jīng)過3個多小時的飛行后安全降落，這標(biāo)志著即將交付的首架C919大飛機首飛試驗成功。下列說法正確的是（）A．飛機在升空過程中，飛行員的重力勢能逐漸增大B．飛機從起飛到安全降落的整個過程中，飛行員的動能一直保持不變C．飛機從起飛到安全降落的整個過程中，飛機的機械能一直保持不變D．飛機降落后，在水平道上滑行過程中，飛機的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能9、同學(xué)們在體育課進行實心球投擲訓(xùn)練，如圖所示A→B表示實心球離開手之前的運動軌跡，B→C→D表示實心球離開手之后的運動軌跡，空氣阻力忽略不計。下列分析正確的是（）A．實心球從B→C過程中，動能逐漸減小B．實心球到達最高點C時，它將處于靜止?fàn)顟B(tài)C．實心球從B→C→D過程中，沒有力對它做功D．實心球從A→B過程中，說明力可以改變物體的形狀10、高空墜物危害大，就算一個蘋果從十層高樓自由落下都可能把汽車玻璃砸爛。下列說法正確的是（）A．運動的蘋果具有動能 B．高空的蘋果沒有重力勢能C．下落過程中蘋果的動能減小 D．下落過程中蘋果的重力勢能增大第Ⅱ卷（非選擇題80分）二、填空題（5小題，每小題4分，共計20分）1、“殲20”是我國自主研制的新一代隱身重型殲擊機，具有卓越的機動性能，當(dāng)它在空中加速向下俯沖時，動能______，重力勢能______。（選填“變大”、“變小”或“不變”）；如圖所示，當(dāng)松手時，小球被彈簧彈起，彈簧的______能轉(zhuǎn)化為小球的______能。2、某興趣小組通過自主探究得知“在一定范圍內(nèi)，彈簧的彈力大小與彈簧的伸長量成正比”。原長為10cm的彈簧（質(zhì)量不計）上端固定在天花板上，下端系一重為20N的小球，靜止時小球位于A處，彈簧長度變?yōu)?1cm，再用力F將小球豎直向下拉到B處，彈簧長度為11.5cm（未超過彈性限度），然后由靜止釋放，在釋放瞬間小球受到的合力大小為______N，小球從B處第一次回到A處過程中，小球的動能______（選填“增大”、“減小”、“先增大后減小”或“先減小后增大”）。3、立定跳遠是河南省中考體育項目之一。如圖甲所示，是小宇進行立定跳遠測試時的情景，若小宇的體重為50kg，每只腳與地面的接觸面積為，他從起跳到最高點的過程中，用時0.5s，立定跳遠時的相關(guān)數(shù)據(jù)如圖乙所示（圖中虛線表示小宇的運動軌跡，A、O、B表示重心的位置，，，）。求：（1）小宇起跳后仍能繼續(xù)向前運動，是因為他具有__________，地球自西向東自轉(zhuǎn)，他向西跳遠_________（選填“能”或“不能”）跳的更遠，在騰空跳到最高點位置時，是否處于平衡狀態(tài)？__________（選填“是”或“否”）；（2）小宇雙腳站立時對水平地面的壓強__________；（3）小宇克服重力做功的功率__________。4、如圖所示，冬奧會冰壺比賽上，冰壺從出發(fā)點A被運動員推著運動6m后，在B點被推出，沿冰道運動30m到O點停下來。冰壺離開手后還能夠繼續(xù)向前運動，是因為冰壺具有______，從A點到O點運動過程中，若運動員對冰壺的推力是10N，運動員對冰壺做的功是______J。5、在體育考試中，小明投出的實心球在空中的運動軌跡如圖所示。在投擲的過程中，小明______（選填“有”或“沒有”）對實心球做功，實心球在最高點時______（選填“具有”或“不具有”）動能。球從最高點到落地點的過程中，忽略空氣阻力，球的機械能______（選填“增大”“減小”或“不變”）。三、計算題（5小題，每小題8分，共計40分）1、我國萬米深潛作業(yè)次數(shù)和下潛人數(shù)位居世界首位。圖甲所示為我國“奮斗者"號載人潛水器的海試現(xiàn)場。（1）潛水器的前邊固定著一個采樣籃，里面放著海底沉積物采樣器等工具，采樣器是一個下端開口的圓柱形玻璃管。潛水器兩側(cè)各連著一只機械手臂，其中一只機械手臂的簡化示意圖如圖乙所示，它由金屬桿AB、OC和可以伸縮的液壓桿AC組成，C點為機械手臂和潛水器的連接點。當(dāng)液壓桿伸長或縮短時，會帶動金屬桿AB繞著O點轉(zhuǎn)動，金屬桿B端就會向上提或向下壓采樣器；①請在圖乙中畫出水平金屬桿的B端豎直向下壓采樣器時，采樣器對金屬桿AB的力的示意圖；②若OA、OC和AC的長分別是18cm、24cm和30cm，OB的長是72cm，這只機械手臂的液壓桿AC對水平金屬桿A端的拉力是200N，玻璃管水平的圓環(huán)形管口和海底沉積物的接觸面積是2cm2時，則豎直狀態(tài)下的玻璃管的圓環(huán)形管口對海底沉積物產(chǎn)生的壓強是多少Pa?（不考慮金屬桿AB和采樣器它們受到的重力和浮力）（2）總質(zhì)量是36t且處于懸浮狀態(tài)的潛水器在海底完成作業(yè)后，會拋卸吸附在艙外的壓載鐵再上浮。為了確保艙內(nèi)作業(yè)人員的安全，科學(xué)家們在設(shè)計“奮斗者”號時，可以讓潛水器在不能拋卸壓載鐵時進行“斷臂求生”，即讓潛水器在深海拋掉兩只機械手臂和采樣籃等物體后再上浮。若某次深海演練拋掉質(zhì)量是1.8t。體積是0.3m3的兩只機械手臂和采樣籃等物體，則此時潛水器受到的浮力是多少N?浮力比重力大多少N?2、如圖是我國企業(yè)自主研發(fā)的新型電動汽車，表格中是該車的一些技術(shù)參數(shù)。在某次行駛測試中，該車以108km/h的速度沿平直公路行駛時，電動機恰好以最大電功率運轉(zhuǎn)。汽車輪胎與地面接觸的總面積為0.07m2，汽車受到的阻力恒為它對地面壓力的0.1倍。（g取10N/kg）求：（1）該車靜止在水平地面上時對地面的壓強；（2）該車以最大功率行駛，最多能行駛多少千米；（3）電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率是多少。整車總質(zhì)量1400kg電動機最大電功率70kW最大續(xù)航里程300km電池容量（電能）3、小楊同學(xué)品學(xué)兼優(yōu)，全面發(fā)展，熱愛勞動，周末，他從超市采購歸來，手提一袋大米，站在勻速豎直上升的電梯內(nèi)。（1）若小楊及所帶物品的總重為700N，在電梯上升10m的過程中，求電梯對他的支持力做的功；（2）若這袋大米總質(zhì)量為5kg，手的受力面積為2cm2，g取10N/kg，求他的手受到的壓強。4、最近，公交公司更換了一批新型混合動力公交車，在進行新車測試時獲得一些數(shù)據(jù)：新型公交車總質(zhì)量為，車勻速行駛時所受阻力是總重的0.5倍，公交車在牽引力作用下在平直公路上勻速行駛，內(nèi)行駛了（取），求：（1）該公交車受到的牽引力。（2）公交車在內(nèi)牽引力所做的功。（3）公交車這段時間內(nèi)做功的功率。5、木塊在大小為20牛的水平拉力作用下，10秒內(nèi)沿水平地面前進5米，求此過程中拉力做的功W及功率P。四、實驗探究（2小題，每小題10分，共計20分）1、如圖，某實驗小組在“探究物體動能跟哪些因素有關(guān)”實驗中，讓小球從同一斜面某處由靜止釋放，撞擊同一水平面上的同一木塊，木塊移動一段距離后靜止。（1）實驗中，探究的動能是指_______（選擇項）其動能大小通過______來反映。A．小球在斜面上的的動能

B．小球在水平面的動能

C．木塊的動能（2）由圖中的______兩次實驗，可以看出高度h越高，鋼球運動到水平面時速度越大，木塊被撞得越遠，這反映出物體的動能與物體的______有關(guān)。（3）小組同學(xué)做完甲、乙實驗后，在做丙實驗時木塊被撞滑出木板，需要重做實驗，應(yīng)該______才能完成實驗。（4）若水平面光滑，則______（選填“能”“不能”）完成本實驗。2、為探究物體的重力勢能與哪些因素有關(guān)，某小組同學(xué)根據(jù)生活經(jīng)驗，提出猜想，他們認(rèn)為：物體的重力勢能可能與物體的重力、質(zhì)量以及離地高度三個因素有關(guān)。（1）對猜想進行梳理后，他們認(rèn)為：上述三個因素?zé)o需全部研究，只需研究重力勢能跟物體的質(zhì)量和離地高度的關(guān)系即可。不研究“物體的重力”的理由是：______；（2）該小組同學(xué)制訂了實驗計劃：如圖所示，將鋼球從某一高度靜止釋放，落在沙面上。實驗中，通過觀察______來比較重力勢能的大小。（3）若要研究重力勢能跟質(zhì)量的關(guān)系，該組同學(xué)應(yīng)將質(zhì)量______的鋼球從______高度靜止釋放來做實驗。（均選填“相同”或“不同”）-參考答案-一、單選題1、D【詳解】鉛球在空中下落時，其高度降低、速度不斷增大，所以它的重力勢能減小，動能增大，重力勢能不斷向動能轉(zhuǎn)化。故選D。2、C【詳解】根據(jù)題意知道，拉力做的有用功W有用＝Gh拉力做的總功W總＝Fs＝F×3h＝3Fh斜面的機械效率解得拉力克服摩擦力所做的額外功則摩擦力故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。3、A【詳解】A．水平移動時其重力方向與移動方向垂直，重力不做功，故A符合題意；

B．吊臂前端的定滑輪是等臂杠桿，不能省力，故B不符合題意；C．粗糙的履帶，增大接觸面的粗糙程度，可以增大摩擦，故C不符合題意；

D．寬大的履帶，增大了接觸面積，可以減小壓強，故D不符合題意。故選A。4、B【詳解】A．由圖知，當(dāng)小球在O點時，彈簧處于自然伸長的狀態(tài)，沒有發(fā)生彈性形變，彈簧沒有彈力，故A錯誤；BC．若將小球推至A點，彈簧被壓縮，發(fā)生彈性形變，產(chǎn)生彈力（推力），小球在推力作用下加速運動，當(dāng)小球到O點時，彈簧處于自然伸長的狀態(tài)，彈簧的推力為零，小球的速度達到最大，動能最大，過O點后彈簧被拉伸，對小球產(chǎn)生拉力，小球在拉力的作用下減速運動，到B點時速度為零，動能最小，故B正確，C錯誤；D．由于不考慮空氣阻力且小球在光滑的水平面上滑動，只有彈力做功，所以機械能守恒，不會停下來。故D錯誤。故選B。5、A【詳解】返回艙減速下降過程中，質(zhì)量不變，速度減小，故動能減?。毁|(zhì)量不變，高度減小，故重力勢能減小；動能減小，重力勢能也減小，故機械能減小。故A符合題意；BCD不符合題意。故選A。6、D【詳解】A．慣性的大小只與質(zhì)量有關(guān)，與速度大小無關(guān)，故A錯誤；B．由題知，物塊在AB段和CD段的速度之比為2∶5，AB和CD距離相等，則該物塊通過AB段和CD段所用的時間之比為5∶2，故B錯誤；C．物塊在AB段勻速運動，拉力等于摩擦阻力，拉力F在AB段所做的功W=FABsAB=fABsAB=1N10m=10J故C錯誤；D．物塊在CD段勻速運動，拉力等于摩擦阻力，拉力F在CD段做功的功率P=FCDvCD=fCDvCD=2N5m/s=10W故D正確。故選D。7、B【詳解】A．兩根繩子分擔(dān)動滑輪重，故建筑材料移動的速度為經(jīng)過10s建筑材料被提升故A錯誤；B．工人對繩子的拉力為故B正確；C．經(jīng)過10s工人做的有用功為故C錯誤；D．此過程中該滑輪組的機械效率為故D錯誤。故選B。8、A【詳解】A．飛機在升空過程中，高度增大，質(zhì)量不變，所以飛行員的重力勢能逐漸增大，故A正確；B．飛機從起飛到安全降落的整個過程中，速度是變化的，質(zhì)量不變，所以飛行員的動能會發(fā)生變化，故B錯誤；C．飛機從起飛到安全降落的整個過程中，質(zhì)量不變，高度、速度會發(fā)生變化，重力勢能、動能會發(fā)生變化，所以飛機的機械能也會發(fā)生變化，故C錯誤；D．飛機降落后，在水平道上滑行過程中，飛機的高度不變重力勢能不變，所以飛機的動能沒有轉(zhuǎn)化為重力勢能，故D錯誤。故選A。9、A【詳解】A．實心球從B→C過程中，位置越來越高，速度越來越小，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，動能減小，故A正確；B．實心球做的是弧線運動，到達最高點C時，仍具有向右的速度，并沒有處于靜止?fàn)顟B(tài)，故B錯誤；C．實心球從B→C→D過程中，高度不斷變化，重力對它做了功，故C錯誤；D．實心球從A→B過程中，受到重力的作用，改變了實心球的運動狀態(tài)，故D錯誤。故選A。10、A【詳解】A．物體由于運動而具有的能叫做動能，所以運動的蘋果具有動能，故A正確；B．物體由于處在一定高度并受到重力而具有的能叫做重力勢能，高空的蘋果具有重力勢能，故B錯誤；CD．蘋果下落過程中質(zhì)量不變，速度越來越快，所以動能增大，高度降低，所以重力勢能減小，故CD錯誤。故選A。二、填空題1、

變大

變小

彈性勢

機械【詳解】[1][2]當(dāng)飛機在空中加速向下俯沖時，飛機的速度增大，則其動能增大；在向下俯沖的過程中，飛機高度不斷減小，則其重力勢能也不斷減小。[3][4]由圖可知，當(dāng)松手時，彈簧由緊繃狀態(tài)變成放松狀態(tài)，其彈性勢能減??；此時彈簧上的小球由靜止變成運動狀態(tài)，速度增大，則其動能增大，故小球被彈簧彈起，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化成小球的機械能（動能和重力勢能）。2、

10

增大【詳解】[1]原長為10cm的彈簧（質(zhì)量不計）上端固定在天花板上，下端系一重為20N的小球，靜止時小球位于A處，彈簧長度變?yōu)?1cm，此時彈簧的伸長量為11cm-10cm=1cm因在一定范圍內(nèi)，彈簧的彈力大小與彈簧的伸長量成正比。由此可得，在一定范圍內(nèi)，彈簧每伸長1cm，彈簧的彈力大小增加20N。當(dāng)用力F將小球豎直向下拉到B處，彈簧長度為11.5cm，此時彈簧的伸長量為11.5cm-10cm=1.5cm那么彈簧的彈力大小為FB=1.5×20N=30N在B處由靜止釋放，在釋放瞬間小球受到豎直向下的重力和豎直向上的彈簧的彈力的作用，則合力大小為F合=FB-G=30N-20N=10N[2]由力與運動的關(guān)系可知，當(dāng)合力方向與運動方向相同時，物體做加速運動。在B處時，受到的合力方上豎直向上，大小為10N，在A處時，彈簧的彈力大小等于重力，合力為0。則小球從B處第一次回到A處過程中，合力的方向一直是豎直向上的，運動的方向也是豎直向上的，故小球做加速運動。由于小球的質(zhì)量不變，速度變大，所以小球的動能增大。3、

慣性

不能

否

【詳解】（1）[1]小宇起跳后仍能繼續(xù)向前運動，是因為他具有保持原來運動狀態(tài)的性質(zhì)，即慣性。[2]地球自西向東自轉(zhuǎn)，他向西跳遠不能跳的更遠，因為小宇有隨地球一起向東運動的慣性，他無論向哪個方向跳，都不會因為地球的轉(zhuǎn)動跳的更遠。[3]在騰空跳到最高點位置時，小宇只受重力作用，小宇不是處于平衡狀態(tài)。（2）[4]小宇雙腳站立時對水平地面的壓強（3）[5]由圖可知CD=AD,小宇重心升高的高度小宇克服重力做功的功率4、

慣性

60【詳解】[1]冰壺被推出后仍向前滑行是因為冰壺具有慣性，要保持原來的運動狀態(tài)。[2]由圖可知，從出發(fā)點A被運動員推著運動6m，到達投擲線，冰壺受到推力的作用，并且在推力的方向上通過了距離，所以做了功；而在其它階段冰壺雖然通過了一定距離，但不再受到推力的作用，運動員對冰壺不做功，所以，運動員對冰壺做功W=Fs=10N×6m=60J5、

有

具有

不變【詳解】[1]在投擲過程中，實心球在力的方向上有位移，所以小明對實心球做了功。[2]實心球在最高點時，有向右的速度，所以實心球有動能。[3]從最高點到落地點的過程中，質(zhì)量不變，速度增大，高度降低，所以動能增加，重力勢能減小，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，由于不計空氣阻力，機械能是守恒的，即實心球的機械能保持不變。三、計算題1、（1）①，②2×105Pa；（2）3.57×105N，1.5×104N【詳解】解：（1）①水平金屬桿的B端豎直向下壓采樣器時，根據(jù)力的作用是相互的，采樣器對杠桿有一個豎直向上的力，其大小為F，故如圖所示：（2）②根據(jù)勾股定理可知該三角形是直角三角形，AC為斜邊，根據(jù)三角形的面積公式可知，液壓桿AC對水平金屬桿A端拉力的力臂金屬桿B端對采樣器的壓力圓環(huán)形管口對海底沉積物產(chǎn)生的壓強（3）潛水器處于懸浮狀態(tài)，總浮力為潛水器拋掉機械手臂等物體后，減小的浮力減小的重力潛水器剩下的重力拋掉機械手臂等物體后潛水器受到的浮力拋掉機械手臂等物體后浮力比重力大答：（1）①見解析，②豎直狀態(tài)下的玻璃管的圓環(huán)形管口對海底沉積物產(chǎn)生的壓強是；（2）潛水器受到的浮力是，浮力比重力大。2、（1）；（2）54km；（3）60%【詳解】解：（1）汽車所受重力為汽車在水平路面行駛所受壓強為（2）電動機以最大功率工作時，電池供電的最長時間為該車以最大功率行駛，最多能行駛的路程為（3）汽車做勻速直線運動牽引力為牽引力做功為電動機做功為電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率是答：（1）該車靜止在水平地面上時對地面的壓強；（2）該車以最大功率行駛，最多能行駛54km；（3）電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率是60%。3、（1）7×103J；（2）2.5×105Pa【詳解】解：（1）由題意可知，電梯對小楊的支持力F等于小楊的總重力G總，即F=G總=700N電梯上升的高度為h=10m，故由W=Fs可得，電梯對他的支持力做的功為W=Fs=G總h=